Question

【题目】一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10-3m2，如图所示，开始时气体的体积为3.0×10-3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一。设大气压强为1.0×105Pa。重力加速度g取10m/s2，求：

（1）最后气缸内气体的压强为多少？

（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？

（3）在P—V图上画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）。

Answer 1

【答案】（1）3.0×105pa（2）30kg（3）图线如图；

【解析】

（1）气缸内气体的温度保持不变，根据玻意耳定律

式中，，，

代入数据得：

（2）活塞受力分析如图所示。

根据力的平衡条件：，代入数据可得：

（3）该过程是等温变化，P—V图像是双曲线，由以上数据可画出如图所示的状态变化图线。

图线加箭头